王庆峰作品欣赏

作者简介：王庆峰，1956年出生于中国书画之乡安徽萧县，1994年师从画虎大师赵宗基先生，现为安徽省美术家协会会员、宿州市美协会员、萧县美协理事。2002年，在中国美术家协会主办的纪念孔子诞辰2500周年的书画大赛中获参展证书；2006年，在湖南省美术家协会主办的纪念毛泽东逝世30周年的书画大赛中荣获银奖。

基于改进遗传算法的细纱接头路径指引方法

为了提高细纱车间整体断头的接头效率,在细纱单锭监测系统响应到细纱断头信息的条件下,建立以整体车间断头接头路径最优化为目标函数的细纱接头路径指引模型,并运用Python编程语言分别实现对贪心算法、遗传算法和改进遗传算法接头路径模型的求解,结合传统巡回式接头路径与3种算法在效率、运行速度和解的质量上的仿真测试,对比验证改进遗传算法用于细纱接头路径指引方法的可行性。试验结果表明:相较于传统巡回式路径,改进遗传算法平均效率提升了11.8%,且解均优于其他两种算法;相较于遗传算法,改进遗传算法的响应时间缩短较多,平均为1.25 s,且波动较小,时间效率提升了80.3%。认为:改进遗传算法在效率、运行速度和解的质量上都优于其他算法,在细纱接头领域具有较高的应用优势,能够显著提高接头效率和降低成本。

硫磺回收装置烟气碱法脱硫工艺存在问题及解决方案

目的对140 kt/a硫磺回收装置新增烟气碱洗单元的运行情况进行总结,分析烟气碱洗单元运行过程中出现的异常情况,并提出应对措施。方法①总结碱洗单元的运行情况,对操作参数及烟气排放情况进行分析;②将冲洗水由工业水改为除盐水,同时稳定控制碱液pH值,解决了烟气碱洗塔压降增大的问题;③优化工艺操作,对碱洗塔与循环槽连通管线进行改造,解决了碱洗塔液位波动的问题;④保证氧化空气供给,调整碱液pH值,防止急冷塔氨逃逸,解决了含盐废水超标的问题。结果解决了烟气碱洗单元运行过程中出现的问题,该工艺单元于2017年7月建成投运,稳定运行至2022年3月装置大修,连续运行时间超过1700 d。结论实现了装置的长周期稳定运行,烟气中SO_(2)排放稳定达标,远低于排放标准的要求,可为同类装置提供参考。

电气化铁路钢轨消磁系统的设计及试验研究

为消除钢轨的异常剩磁,考虑铁路的工作环境,基于永磁体消磁法的原理设计了针对钢轨的永磁体消磁阵列,并通过仿真和试验验证了消磁阵列的可靠性。基于消磁阵列、钢轨结构及铁路环境研制出适用于钢轨的永磁体消磁装置,并进行功能验证试验。试验结果表明:永磁体消磁装置可将钢轨表面磁场从100 Gs降至5 Gs以内,低于机车车感器的感应阈值36 Gs,表明消磁效果达到要求。

电气化铁路牵引回流对钢轨磁化的影响研究

针对钢轨产生异常剩磁的现象,建立机车牵引回路三维有限元模型,对钢轨磁化原因进行仿真分析。研究结果表明:机车正常运行时,接触线在钢轨处产生的磁场及钢轨之间互相耦合产生的磁场均小于0.05 mT,远小于实地测量的钢轨剩磁10 mT,影响可以忽略不计;机车牵引电流幅值突变时,钢轨表面产生的磁场可达0.66~0.68 T,该磁场大小经等效计算接近自动过分相区地面磁钢的最小磁场大小1.1 T,从而可能导致机车主断路器异常跳变。

不同药剂对马铃薯微型薯疮痂病的防治效果

为了筛选吉林省地区防治马铃薯微型薯疮痂病的药剂,以“吉薯1号”和“吉科6号”品种作为试验材料,以吉林省地区马铃薯疮痂病菌S.scabie的ACCC41289为接种菌株,采用防治效果较好的4种药剂进行对比试验。结果显示,本试验选用的4种药剂,对马铃薯疮痂病都有一定的防治效果,嘧菌酯悬浮剂和解淀粉芽孢杆菌可湿性粉剂效果最佳,可降低发病率和病情指数,同时能够增加微型薯的产量和粒数,进而实现种薯合格率的提升。

高功率小型化波导E面异频功率合成器的设计

为了满足典型应用场景对高功率异频功率合成器提出的输入输出同向及结构紧凑的需求,提出并设计了一种工作在9.3 GHz和9.7 GHz频率的高功率小型化波导E面异频功率合成器。基于滤波器结构异频功率合成器的原理,通过采用过模矩形波导E面合成的形式,使两个波导滤波器相互平行,两个输入端口相互平齐,以满足特定应用场景的需求。同时,通过减小合成环节的矩形波导尺寸对合成过程中产生的高次模进行抑制,并按照半个波导波长的整数倍减小波导滤波器模片间距,在保证具有高功率容量的前提下缩短了滤波器长度。设计的异频功率合成器整体长度为9.2λ,宽度为1.5λ,高度为2.8λ(λ为9.5 GHz所对应的自由空间波长)。仿真结果表明,该合成器在9.3 GHz和9.7 GHz频率下的回波损耗均大于20 dB,合成效率大于98%,输入端口之间的隔离度大于20 dB,在80 MV/m微波脉冲击穿阈值下,功率容量为310 MW。

高功率高效率开口波导阵列天线设计与实验

针对研究具有高功率容量、高效率和低剖面特性的阵列天线的应用需求,提出并设计了一种高功率容量高效率开口波导阵列天线。该天线由紧凑型1分16路波导功率分配网络、4×4矩形开口波导单元和陶瓷密封罩组成,通过设计开口波导尺寸、在开口波导表面加载E面金属栅条,使得辐射口面的电场分布更为均匀,提高了单元辐射增益。采用阶梯匹配结构实现了波导功率分配网络输出端口到开口波导单元口面的尺寸变换,同时提高了系统的阻抗带宽。加载在阵面上的陶瓷罩可使天线内部处于真空状态,提高了天线的功率容量。针对X波段高功率阵列天线的应用需求,优化设计了一个中心频率为9.5 GHz的16单元开口波导阵列,仿真结果表明其在9.25~9.65 GHz范围内口径效率均大于90%,反射系数均小于-13.9 dB。对天线进行了加工测试,测试得到的天线反射曲线和中心频率下的辐射方向图与仿真结果吻合良好,中心频率下天线增益为21.7 dBi。天线整体剖面高度为中心频率处波长的2倍,仿真得到的真空中功率容量为40 MW,具有高功率容量、高效率和低剖面的特点。

基于级间自触发Marx电路的高压阻尼振荡发生器

为了增大输出电压的同时减小高压阻尼振荡发生器的体积和降低其成本,建立了一种4×4级间自触发Marx结构的阻尼振荡发生器模型。该模型每级的主开关采用基于电容触发方式的串联IGBT模块,只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导通和关断,通过级间电容实现对相邻级放电管的栅极自动充电和放电,使其导通和关断。该模型提高了Marx单级的工作电压和简化了每级的驱动电路,并且通过加入缓冲电路,解决开关管动态、静态均压问题。基于这种拓扑结构搭建了一台高压阻尼振荡发生器样机,在电感负载上输出16 kV、振荡频率1 MHz的阻尼振荡波形,波形上升时间约为75 ns,重复频率500 Hz。样机体积小巧、工作稳定,验证了该方案的可行性。

基于ZYNQ的动车组牵引网电能质量监测装置

针对动车组运营时牵引网的电能质量问题,文中基于ZYNQ平台设计了一种适用于动车组的牵引网电能质量监测装置。选用ZYNQ-7000系列的XC7Z045芯片作为装置主控芯片,采用模块设计,主要包括信号采集模块、信号处理模块和数据传输模块。信号采集模块使用AD9251芯片实现对电压电流原始数据的同步高速采集;信号处理模块利用主控芯片中内含的双核ARM Cortex-A9构成的PS以及FPGA构成的PL实现数据的高速处理;数据传输模块利用以太网芯片和网络变压器构建千兆网络电路实现数据的高速传输。实验结果证明:该装置性能稳定、计算精度高,各项参数计算误差在0.5%之内,满足动车组牵引网的电能质量监测需求。

CR200J型动车组DC110V漏电误报检测故障研究

CR200J型动车组运行以来,多次发生拖车DC110V漏电流检测报警问题,亟待进行故障原因分析与解决。从列车供电原理和直流漏电流传感器检测原理出发,对漏电报警的原因进行分析,首先通过漏电流传感器电流响应特性测试验证了漏电检测误报的可能性,然后开展动车组DC110V漏电故障在线监测试验,明确了该故障为漏电检测误报,最后结合DC110V回路对地阻抗特性试验,从电磁兼容角度对漏电检测报警原因进行综合分析。研究结果表明:漏电检测报警并非真实漏电,漏电时刻DC110V供电线产生幅值较大的频率为2.0~4.5 kHz的共模干扰电流,且漏电报警车辆在该频段阻抗仅为3~8Ω,远小于正常车辆的阻抗28~40Ω,导致DC110V线路中2.0~4.5 kHz共模电流超过0.5 A,直流漏电流传感器检测到此干扰信号后不能滤除该信号,造成漏电检测误报警。根据漏电误报的产生原因,从干扰源抑制和检测方式两方面提出以下改进建议:改进DC110V线路滤波器在此频段阻抗特性,降低共模干扰幅值;优化直流漏电流传感器,减少传感器误报。

基于三维结构的列车车体操作主断过电压仿真分析与试验研究

目前,对列车过电压的研究可分为现场试验研究与电路仿真研究。电路仿真研究着重关注过电压幅值分布情况,操作主断过电压的振荡频率也是其重要特性,在研究其抑制方法时需要同时考虑过电压的幅值大小与频率特性,而目前对过电压的频率分布研究较少,为操作主断过电压抑制研究提供指导,以车体、高压电缆及钢轨等部件的三维结构为基础,提出一种新的列车操作主断过电压仿真模型。通过该模型,仿真了列车操作主断路器时高压电缆芯线及各车体的暂态过电压特性,得到各车车体过电压的分布情况,仿真结果表明,1车车体操作过电幅值最大达6.10 kV,4车最小,1~4车过电压幅值均在1 kV以上,并发现车体操作主断过电压的主要振荡频率有两个:0.70 MHz及1.30 MHz。进一步通过现车静态试验验证列车操作主断过电压的分布特性及频谱特性的准确性,试验数据表明仿真结果在过电压幅值分布上极为准确,幅值大小除4车外仿真与试验误差不超过5%,频谱特性方面仿真与试验均有2个主要振荡频率,可认为仿真与试验具有一致性。因此认为基于三维结构的仿真模型具备高精度的仿真能力,能模拟出操作过电压的特性并为过电压抑制研究提供指导。

一种基于PIN二极管的可切换吸透一体超材料设计

设计并验证了一种基于集总电阻和PIN二极管的可切换吸透一体超材料结构,以实现宽带透波和通带可开关特性。该超材料单元结构由连接集总电阻的交指谐振器、带通频率选择表面层以及加载PIN二极管的开关控制层组成。通过等效电路理论对单元结构与谐振频率之间的关系进行了分析。通过对单元结构的表面电流和电场分布的分析,揭示了其吸波机理。研究结果表明:当PIN二极管处于导通状态时,设计的结构在9.48~10.31GHz透波频段内插入损耗低于1d B,在5.34~8.08GHz和11.89~15.14GHz频段内具有90%以上的吸波率,并且在5.21~15.37GHz频带内整体反射系数低于-10d B,展现出良好的宽频隐身效果;而当PIN二极管处于截止状态时,原本的通带变为全反射带,反射系数大于-1d B。这一设计在隐身领域具有潜在应用价值。

祁连山区黑河上游多年冻土分布考察

高山多年冻土的分布及土壤季节冻融过程对地表水文过程、生态系统、碳循环及寒区工程建设等都有很大的影响.黑河上游地处祁连山中东部,属于高原亚寒带半干旱气候,研究黑河流域多年冻土分布对于系统理解该区域的生态-水文过程、气候与环境变化以及水资源评价、工程建设等非常重要.2011年6—8月对黑河干流源头西支开展了多年冻土调查,沿二尕公路(S204)在热水大坂垭口至石棉矿岔口之间区域,完成测温孔7眼,并布设测温管进行地温监测.根据勘察、钻探及测温资料,确定了黑河源头地区山地多年冻土下界为海拔3 650～3 700m之间.受高度地带性的控制,随着海拔的降低,活动层厚度由在海拔4 132m时的1.6m增加至在多年冻土下界处的约4.0m,多年冻土年平均地温也相应的由-1.7℃增加到0.0℃左右,而多年冻土厚度由100m以上减小到多年冻土下界处的0.0m.同时,坡度和坡向、岩性、含水(冰)量、地下水、河水等局地因素对多年冻土温度和厚度也有重要的作用.

长期施用氮肥和磷肥对东北黑土丛枝菌根真菌群落组成的影响

【目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在促进作物养分吸收、提高作物抗病和抗逆性等方面具有重要意义,探讨长期施用化学氮肥和磷肥对东北黑土AM真菌的影响及其主效环境因子,为进一步揭示AM真菌对化肥的响应机制,指导农田施肥以及利用AM真菌提高土壤养分有效性提供依据。【方法】以长期定位试验为平台,选取5种不同处理:不施肥(CK),单施常量氮肥(N_1),混施常量氮肥和磷肥(N_1P_1),单施2倍常量氮肥(N_2),混施2倍常量氮肥和磷肥(N_2P_2)。采用Illumina Miseq高通量测序技术研究连续施用37年氮肥和磷肥的AM真菌群落组成差异,并对AM真菌群落组成与环境因子进行相关性分析。【结果】随着氮、磷施用量的增加,黑土p H和速效钾含量显著降低,而全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量显著提高。单施氮肥(N_1和N_2)对黑土中AM真菌多样性影响不显著(P>0.05);然而氮、磷混施(N_1P_1和N_2P_2)显著降低黑土中AM真菌多样性(P<0.05)。土壤中AM真菌以Glomeraceae科为主,占AM真菌45.5%。在属水平上,施肥降低Funneliformis和Septoglomus丰度,而提高Paraglomus丰度;在N_1和N_2基础上施磷显著提高Glomus和Funneliformis丰度,而降低Gigaspora和Paraglomus的丰度。非度量多维度分析表明,长期施用氮、磷肥改变了土壤中AM真菌群落组成。不施肥处理、单施氮肥处理和氮、磷混施处理AM真菌群落差异显著,且磷肥影响较为显著。冗余分析表明,土壤p H,有效磷含量是影响黑土中AM真菌群落组成的主效环境因子(P<0.05)。【结论】长期施用氮肥以及氮、磷肥混施改变了黑土中AM真菌群落组成,单施氮肥对黑土中AM真菌多样性影响不大,而氮、磷肥混施降低其多样性,施肥导致的土壤p H和有效磷含量变化是主要因素。

紧凑型可重复运行的高功率纳秒脉冲源

讨论了一种低阻抗、高储能密度、可输出中等高压的百ns脉冲形成技术,其输出波形质量较好;采用磁感应电压叠加技术将该脉冲形成装置输出的中等高压脉冲叠加到应用需求的高电压高功率脉冲。研究表明单个感应模块可在2.8Ω的负载上获得脉冲宽度为220ns,前沿为50ns的中等高压脉冲。

脉冲形成网络的设计与实验研究

采用陶瓷无感电容器作为储能介质,设计了一种低阻抗高储能密度的中等高压脉冲形成网络。该脉冲形成网络采用无感陶瓷电容器作为储能介质,每一个电容器的容值为1.7 nF。电容器采用相对介电常数较高的钛酸钡作为材料,单个电容器的直径为6 cm、高度为4 cm,该电容器在变压器油中的工作电压可以达到50 kV。实验结果表明,设计的单线型中等高压脉冲形成网络可在1Ω的匹配负载上获得半高宽220 ns,前沿为40 ns的高压脉冲,能很好满足脉冲功率系统小型化的应用要求。实验研究还表明,设计的低阻抗Blum-lein型脉冲形成网络,在工作电压为44 kV时可在2.5Ω的低阻抗负载上获得脉宽230 ns,前沿约为50 ns的脉冲。

回转式空气预热器接触式柔性密封模拟分析

针对回转式空气预热器的泄漏问题,提出了一种接触式柔性密封。接触式柔性密封的结构参数包括厚度、波数、波距、波深、初始伸长、总长和迎角,刚度是接触式柔性密封的重要性能参数。从基本力学模型出发,运用有限元方法对不同结构参数下的接触式柔性密封进行模拟分析,得到相应结构参数的最大载荷、载荷–位移关系和各结构参数–刚度关系。运用多元逐步回归分析,得出厚度、波深和波数对刚度具有预测意义,其中以厚度的预测性最高。

脉冲形成网络能量传递效率分析

采用无感陶瓷电容器作为储能介质,相邻电容器采用宽度为2 cm、厚度为0.2 cm的金属铝条相连接,设计了2.5Ω,200 ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络。理论计算表明,当频率等于2.5 MHz时,相邻电容器之间导线的高频电阻约为3.2 mΩ;基于Pspice仿真软件的模拟结果表明,设计的脉冲形成网络能量传递效率可以达到94.92%;实验研究结果表明,在2.6Ω负载条件下,该脉冲形成网络的电压传递效率约为93.53%,能量传递效率约为93.22%。实验结果与理论分析结果基本吻合。

不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下(水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕)土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明:水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮(TN)和有效氮(AN)的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门(Acidobacteriota)和子囊菌门(Ascomycota)等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾(TK)及速效钾(AK)等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。